Angew：鎳催化烯烴與烯基溴化物的區域和對映選擇性烯基化反應
近日，南京大學朱少林教授課題組與上海大學龔和貴教授課題組共同合作在Angew. Chem. Int. Ed.上發表論文，報導了NiH催化的烯烴與烯基溴化物的遷移性加氫烯基化反應（hydroalkenylation），以高收率和優異的化學選擇性獲得苄位烯基衍生物。同時，溫和的反應條件可阻止烯烴產物進一步的異構化或隨後的烯基化（alkenylation）。此外，使用手性雙噁唑啉配體可實現苯乙烯的催化對映選擇性加氫烯基化反應。
Nickel-Catalyzed, Regio- and Enantioselective Benzylic Alkenylation of Olefins with Alkenyl Bromide
Jiandong Liu, Hegui Gong,* and Shaolin Zhu*
Angew. Chem. Int. Ed. ASAP
DOI:10.1002/anie.202012614 https://doi.org/10.1002/anie.202012614
過渡金屬氫化物催化的烯烴異構化與過渡金屬催化的交叉偶聯的協同組合，可實現遷移性加氫官能團化。該反應使用易得的烯烴為原料，可作為實現遠端定點C(sp3)-H官能團化的有效方案。同時，鎳催化劑具有低成本且易獲得多種氧化態的優點，已廣泛用於偶聯反應中。近期，已報導通過氫化鎳催化，實現烯烴的遠程加氫官能團化的反應，如在遠端或近端C(sp3)-H位的芳基化、烷基化、硫醇化和胺化（Figure 1a）。在還原過程中，選擇性官能化取決於以下假設，即交叉偶聯底物可以選擇性地捕獲烯烴加氫金屬化生成的烷基鎳中間體，然後進行鏈行走。作者質疑，當使用經典的交叉偶聯底物烯基溴化物時，該策略是否可以擴展到遠端烯基化（Figure 1b）。同時，對於該反應也存在一些挑戰（Figure 1c）。首先，烯烴、烯基滷化物和遷移性烯基化產物必須全部含有C=C雙鍵，並且都可能與氫化鎳發生鏈行走或烯基化過程。其次，由於不同烷基鎳配合物具有相似的反應性，易獲得異構體混合物。第三，NiH可以還原烯基溴化物。在此，南京大學朱少林教授課題組與上海大學龔和貴教授課題組合作報導了使用手性雙噁唑啉配體，成功實現了不對稱的加氫烯基化反應。
首先，作者以4-苯基-1-丁烯1a和溴代烯基苯甲醚2a作為模型底物，分別對鎳催化劑、氫化物來源、鹼和溶劑進行了篩選（Table 1）。最終，當以NiBr2•dmbpy作為催化劑，HBpin作為氫化物來源，LiOMe作為鹼，可在-10 ℃的DMA溶劑中獲得86％收率的目標產物3a，區域異構體比率（rr）為95:5。
在獲得上述最佳反應條件後，作者開始對烯烴1和烯基溴化物2進行了擴展（Table 2）。首先，對烯烴1底物的擴展表明，單取代的末端烯烴（3a-3e）、空間位阻較小的內烯烴（3g，3h）、雜環噻吩（3f）以及β-（未）取代的苯乙烯（3o，3i-3n）均可順利進行反應。然而，在標準條件下（1p-1r），在α-或β-位具有空間位阻的苯乙烯均為不合適的底物。其次，在對烯基溴化物2的擴展表明，在芳烴上含有富電子基（4d，4e）或缺電子基（4f-4i）、雜環化合物（如呋喃4j，噻吩4k，吡啶4l或吲哚4m）以及β-烷基取代（4n-4q）和β-苯氧基取代（4r）的底物，均可順利進行反應。然而，當使用1,3-二烯基溴化物（4s）作為底物時，區域選擇性略有降低。值得注意的是，α-烷基取代的烯基溴化物（4t，4u）也是有效的偶聯底物。
隨後，作者使用手性鎳-雙（噁唑啉）催化劑5，對苯乙烯6與烯基溴化物7進行了相關不對稱反應的研究（Table 3）。苯乙烯的芳環上不受電子效應和定位效應的影響，均可獲得相應的產物8a-8i。烯基二茂鐵（8j）也可以進行反應，從而獲得高度對映體富集的二茂鐵衍生物。同時，雜環底物（如呋喃（8k），噻吩（8l），苯並呋喃（8m），苯並噻吩（8n）和吡啶（8o））同樣取得預期的結果。此外，烯基溴化物的芳環上帶有富電子（9b）或缺電子（9c-9g）以及β-雜芳基（9h-9k）均可順利的地進行反應。此外，1,3-二烯基溴化物（9l）反應平穩，β-烷基取代的烯基溴化物（9m-9o）也是合適的底物，但ee略有降低。
為了進一步了解反應的機理，作者進行了相關的對照實驗（Scheme 1）。通過比較不同類型C=C鍵的相對反應性，作者使用等量的三種烯烴（1a，1i和1s）於標準條件下反應，反應結果表明（空間效應影響），單取代的烯烴（1a）>內烯烴（1i）>空間受阻的內烯烴（1s），這與上述反應中觀察到的出色的化學選擇性一致（Scheme 1a）。此外，使用氘標記的烯烴（1a-d2）和未氘化的烯烴（1t）的1:1混合物進行反應時，沒有獲得H/D交叉產物，這表明鏈行走過程可在沒有NiH從烯烴解離的情況下進行（Scheme 1b）。
南京大學朱少林教授課題組與上海大學龔和貴教授課題組報導了通過鎳催化，實現烯烴與烯基溴化物的遷移性加氫烯基化反應，具有廣泛的底物範圍，優異的區域選擇性和化學選擇性。值得注意的是，烯基化僅發生在苄基位置，並且產物沒有進一步的異構化或隨後的烯基化。此外，使用手性雙噁唑啉配體時，還實現了苯乙烯的催化對映選擇性加氫烯基化反應。
4-Phenyl-1-butene
產品編碼P0161
CAS RN768-56-9
純度/分析方法>98.0%(GC)
4,4,5,5-Tetramethyl-1,3,2-dioxaborolane
產品編碼T2572
CAS RN25015-63-8
純度/分析方法>97.0%(GC)(T)
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